DE441124C

DE441124C - Arrangement for the selective shutdown of a metal vapor rectifier

Info

Publication number: DE441124C
Application number: DEA45818D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1925-08-31
Filing date: 1925-09-01
Publication date: 1927-02-24

Description

Anordnung zum selektiven Abschalten eines Metalldampfgleichrichters. Beim Parallelarbeiten mehrerer Metalldampfgleichrichter kann der Fall eintreten, daß die ganze parallel arbeitende Gruppe vom Netz abgeschaltet werden muß, wenn in einem der Gleichrichter eine Rückzündung auftritt. Diese stellt in den meisten Fällen einen Kurzschluß für das Netz und für die anderen Gleichrichter dar, und um weitere Schäden zu vermeiden, werden vielfach selbsttätige Ausschaltvorrichtungen verwendet, welche in Abhängigkeit vom Belastungsstrom die Gruppe abschalten, sobald dieser einen gewissen Maximalwert überschreitet. Diese Betriebsunterbrechung ist aber eine durchaus unwirtschaftliche und störende Maßnahme, welche nach Möglichkeit vermieden wird. Es genügt praktisch, den Gleichrichter, in welchem die Rückzündung auftritt, allein abzuschalten. Hierzu bedarf es besonderer Einrichtungen, welche dieses selektive Abschalten bewirken. Die nachfolgend beschriebene Erfindung macht zur Herbeiführung der selektiven Abschaltung eines Metalldampfgleichrichters von einer Erscheinung Gebrauch, die bei jedem Gleichrichter im Störungsfalle zu beobachten ist. Im allgemeinen werden die Gleichrichter in symmetrischen Schaltungen betrieben, d. h. es wird ihnen symmetrischer Mehrphaseriström zugeführt; die Anoden sind in bezug auf Lage und Zahl symmetrisch zur Kathode angeordnet, unter Umständen werden zwei an sich symmetrische Wicklungs- und Anodengruppen über eine Saugdrosselspule verbunden, an deren Mitte (also wieder symmetrisch zu den Gruppen) der Gleichstromminusleiter angeschlossen ist usw. Entsprechend stellt sich auch bei gesundem Gleichrichter die Ström- und Spannungsverteilung auf die einzelnen Teile symmetrisch ein. Diese Symmetrie wird aber im Falle des Auftretens einer Rückzündung bzw. eines Kurzschlusses .erheblich' gestört, schon weil bei derart hoher Beanspruchung auch kleine Verschiedenheiten der Anordnung oder des Materials zu großen Unterschieden der Spannungs- und Stromverteilung führen.Arrangement for the selective shutdown of a metal vapor rectifier. When several metal vapor rectifiers are working in parallel, it may be the case that that the whole group working in parallel must be switched off from the network if backfire occurs in one of the rectifiers. This poses in most Cases a short circuit for the network and for the other rectifiers, and In order to avoid further damage, automatic shut-off devices are often used used which, depending on the load current, switch off the group as soon as this exceeds a certain maximum value. This business interruption is but a very uneconomical and disruptive measure, which if possible is avoided. It is practically enough to use the rectifier in which the reignition occurs to shut down alone. This requires special facilities which cause this selective shutdown. The one described below Invention makes for bringing about the selective shutdown of a metal vapor rectifier make use of a phenomenon that applies to every rectifier in the event of a fault is watching. In general, the rectifiers are in symmetrical circuits operated, d. H. symmetrical polyphase currents are fed to them; the anodes are arranged symmetrically to the cathode in terms of position and number, under certain circumstances two inherently symmetrical winding and anode groups via a suction choke coil connected, at the middle (again symmetrical to the groups) the DC negative conductor is connected, etc. The same applies to a healthy rectifier the flow and stress distribution on the individual parts symmetrically. These However, symmetry is achieved in the event of a flashback or a short circuit "Significantly" disturbed, if only because there are also small differences with such high loads the arrangement or the material lead to large differences in the voltage and current distribution to lead.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung zum selektiven Abschalten eines Metalldampfgleichrichters bei einer in ihm. selbst auftretenden Rückzündung, bei welcher eine Einrichtung vorgesehen ist, welcheunter Wirkung der durch die Rückzündung im Gleichrichter verursachten Unsymmetrie der irr. Gleichrichter fließenden Ströme bzw. der Spannungen dieser Ströme die Abschaltung des Gleichrichters bewirkt.The invention now relates to an arrangement for selective shutdown a metal vapor rectifier at one in it. self-occurring flashback, in which a device is provided, which under the action of the backfire in the rectifier caused asymmetry of the irr. Rectifier flowing currents or the voltages of these currents causes the rectifier to be switched off.

Die Erfindung sei an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail using a few exemplary embodiments.

Abb. i zeigt die Einrichtung für den Fall, daß die sechsphasige Sekundärwicklung eines den Gleichrichter speisenden Transformators in zwei symmetrische Dreiphas,ensysteme zerlegt--ist; - deren Nullpunkte über eine Saugdrossel verbunden sind.Fig. I shows the device for the case that the six-phase secondary winding a transformer feeding the rectifier into two symmetrical three-phase systems decomposed - is; - whose zero points are connected via a suction throttle.

Abb. 2 stellt den gleichen Fall _ ohne Saugdrosselspule dar.Fig. 2 shows the same case without a suction throttle coil.

Abb. 3 veranschaulicht die Einrichtung, wenn die den Gleichrichter speisende Sekundärwicklung in der Mehrfachstern- (der sogenannten Schneeflocken-) Schaltung angeordnet ist, und Abt. q. schließlich zeigt die Einrichtung bei einer Sekundärwicklung in Polygonschaltung mit zwei Sternpunkte bildenden Radialwicklungen.Fig 3 illustrates the setup when using the rectifier feeding secondary winding in the multiple star (the so-called snowflake) Circuit is arranged, and Dept. q. after all, the facility shows at one Secondary winding in polygon circuit with radial windings forming two star points.

In dem Ausführungsbeispiel der Abb. r ist das den Transformator speisende Netz N", die Primärwicklung P, die Sekundärwicklungen Qi, Q2 des Transformators T, der Gleichrichter G, die Saugdrossel D, das Gleichstromnetz N, und ein Ohmscher Widerstand W, ferner zwei die Schalter S1 bzw.-S2 betätigende Relais R1 und R2 dargestellt. In den übrigen Abbildungen sind der Einfachheit halber das Netz N, die Primärwicklung P und der Gleichrichter G, der Primärschalter S, und das zugehörige Relais R, fortgelassen.In the embodiment of Fig. R is the transformer feeding network N ", the primary winding P, the secondary windings Qi, Q2 of the transformer T, the rectifier G, the suction throttle D, the direct current network N, and an ohmic resistor W, further two switches S1 and S2 shown actuated relay R1 and R2. In the other figures for simplicity, the network N, the primary winding P and the rectifier G, the primary switch S, and the corresponding relay R, omitted.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist nun folgende: In Abb. i ist bei gesundem Gleichrichter die Spannung zwischen den äußeren Klemmen des Widerstandes, W annähernd gleich Null. Es fließt zwar zwischen den beiden Sternpunkten.0" und 02 ein Strom der dritten Harmonischen, aber dieser Strom ist gegenüber dem den Widerstand durchfließenden Gleichstrom gering, da er durch die Saugdrosselspule.D gedrosselt wird. Der vom Minusleiter (-) des Gleichstromnetzes N, über den Anzapfpunkt M zum Sternpunkt 0, fließende Gleichstrom durchfließt nur eine (in der Abbildung die obere) Hälfte des Widerstandes W, während der vom Minusleiter über M zum Sternpunkt 02 fließende Gleichstrom (gleicher Stärke) die andere (in der Abbildung die untere) Hälfte des Widerstandes W, aber im entgegengesetzten Sinne durchfließt. Die Spannungsabfälle in den Hälften des Widerstandes sind somit einander entgegengerichtet gleich, so daß an den äußeren Klemmen des Widerstandes, bei gesundem Gleichrichter keine Gleichspannung herrscht. Tritt nun aber infolge einer Rückzündung eine Symmetriestörung im Gleichrichter auf, indem beispielsweisse die Wicklung Q2 in Kurzschluß gerät, dann ist der von M nach 02 fließende Gleichstrom gleich Null, so daß für diesen fließt. Augenblick Dadurch ein Gleichstrom entsteht aber nur an von den AI äußeren nach 0 1 Klemmen des Widerstandes eine erhebliche Gleichspannung, die zur Betätigung der Ausschaltrelais R, und R2 benutzt werden kann. Durch das Relais R2 wird der Gleichrichter durch Öffnung .des Schalters S2 vom Gleichstromnetz Ng, durch- das -Relais- i--Üagegen durch Öffnung des Schalters S1 vom Primärnetz N, abgetrennt. Es ist damit der Störungsherd selektiv abgeschaltet, und :es ist nicht notwendig, den Betrieb der ganzen Anlage zu unterbrechen.The mode of operation of the device is as follows: In Fig. I, with a healthy rectifier, the voltage between the outer terminals of the resistor, W, is approximately zero. A third harmonic current flows between the two star points 0 "and 02, but this current is small compared to the direct current flowing through the resistor, because it is throttled by the suction choke coil D. Direct current flowing via tapping point M to star point 0 only flows through one (in the figure the upper) half of the resistor W, while the direct current (of the same strength) flowing from the negative conductor via M to star point 02 flows through the other (in the figure the lower) half of the resistor W, but flows through in the opposite sense. The voltage drops in the halves of the resistor are thus opposite to each other, so that there is no DC voltage at the outer terminals of the resistor, if the rectifier is sound by, for example, the winding Q2 gets into a short circuit, then that of M is to 02 flowing direct current equal to zero, so that flows for this. At the moment this creates a direct current but only from the AI outer to 0 1 terminals of the resistor a considerable direct voltage, which can be used to operate the switch-off relays R, and R2. Through the relay R2 the rectifier is separated from the direct current network Ng by opening the switch S2, through the relay i, on the other hand by opening the switch S1 from the primary network N. This means that the source of the fault is selectively switched off, and: it is not necessary to interrupt the operation of the entire system.

In Abb. 2 soll die Einrichtung an einer der Abb. i gleichen Anordnung gezeigt «erden, nur mit dem Unterschied, daß kleine Saugdrosselspule vorhanden ist. Hier würde sich eine erhebliche Spannung der dritten Harmonischen an den Klemmen .des Widerstandes auch bei gesundem Zustand des Gleichrichters einstellen. Um diese Spannung zu unterdrücken,- erhält der Magnet des Relais eine zweite in sich kurzgeschlossene Spule Z, welche das Entstehen einer Wechselspannung an den Klemmen des Widerstandes verhindert. Das Relais ,R --schließt gewissermaßen den Widerstand W für -Wechselströme kurz, indem -es die Wechselströme nahezu widerstandsfrei hindurchläßt. Die in der Relaisspule auftretenden Wechselstromamperewindungen werden, dabei durch die Amperewindungen der Spule Z kompensiert. Im übrigen gelten die gleichen t-berlegungen wie für die Anordnung nach Abb. i.In Fig. 2 the device is to be in an arrangement similar to Fig. I shown, with the only difference that there is a small suction choke coil. Here there would be a significant third harmonic voltage across the terminals . Adjust the resistance even when the rectifier is in a healthy condition. Around To suppress voltage, - the magnet of the relay receives a second short-circuited in itself Coil Z, which creates an alternating voltage at the terminals of the resistor prevented. The relay, R - closes, as it were, the resistor W for AC currents short by -es which allows alternating currents to pass through with almost no resistance. The alternating current ampere turns occurring in the relay coil are thereby caused by compensates for the ampere turns of coil Z. Otherwise, the same t-considerations apply as for the arrangement according to Fig. i.

In Abb.3 besteht die Sekundärwicklung des Transformators in an sich bekannter Weise aus drei in Stern geschalteten -dreiphasigen Wicklungsgruppen Q-Q-Q, von denen jede selbst wieder eine Sternschaltung bildet. In den gemeinsamen Sternpunkt der Wicklungen wird nun erfindungsgemäß ein in Stern geschalteter Widerstand w eingeschaltet, von dessen Sternpunkt M der Nfinusleiter des Gleichstromnetzes abzweigt. An die äußeren Klemmen, also an die verketteten Spannungen des Widerstandssternes sind nun Relais 12 angeschlossen, aber auch hier ist, wie in Abb. 2, jedes Relais mit einer Kurzschlußwicklung Z versehen, damit an den Klemmen des Widerstandes keine Wechselspannung herrschen kann. Sind die im Widerstand vom Sternpunkt nach den Klemmen fließenden Gleichströme einander gleich, liegt also ein störungsfreier Betrieb vor, dann ist die Gleichspannung an den Klemmen des Widerstandes gleich Null. Tritt aber eine Rückzündung im Gleichrichter auf, dann --bilden sich Gleichspannungen am Widerstand, welche die Abschaltrelais zum Ansprechen bringen.In Fig.3, the transformer's secondary winding consists in itself as is known from three star-connected three-phase winding groups Q-Q-Q, each of which forms a star connection itself. In the common star point According to the invention, a star-connected resistor w is switched on of the windings, from whose star point M the Nfinus conductor of the direct current network branches off. To the external terminals, i.e. to the linked voltages of the resistance star relay 12 is now connected, but here too, as in Fig. 2, each relay is also connected a short-circuit winding Z provided so that there are no AC voltage can prevail. Are those in the resistance from the star point to the terminals flowing direct currents equal to each other, i.e. trouble-free operation is present, then the DC voltage at the terminals of the resistor is zero. But kick backfire in the rectifier, then - DC voltages build up at the resistor, which cause the cut-off relays to respond.

Im Ausführungsbeispiel der Abb. .l befindet sich die Sekundärwicklung des den Gleichrichter speisenden Transformators in an sich bekannter Polygonschaltung. Die sechs. Eckpunkte des Polygons sind m:t sechs Wicklungen verbunden, «-elche radial angeordnet sind und unter sich zwei symmetrische Dreiphasensterne.bilden. Die beiden Nullpunkte 0, und O= dieser Sterne sind erfindungsgemäß über den -\@'iderstand W miteinander verbunden, dessen Mittelpunkt M der Anzapfpunkt für den Minusleiter des Netzes ist. L`ber diesen Widerstand fließen bei gesundem Gleichrichter zwei Gleichströme, und zwar ein Strom von M nach 0, und gleichzeitig ein Strom von M nach O- Wegen der Symmetrie der Anordnung sind diese Gleichströme einander gleich; die in den Hälften des Widerstandes verursachten Spannungsabfälle sind somit einander entgegengerichtet. Normalerweise herrscht somit keine Gleichspannung in den Klemmen des Widerstandes. Es ist nun eine bekannte Eigenart der Polygonschaltung, daß kein erheblicher Strom der dritten Oberwelle von 01 nach O-, fließt, so daß das Anbringen einer Kurzschlußwicklung auf dem Magneten des Relais nicht erforderlich ist. Im Falle einer Rückzündung dagegen tritt auch hier an den Klemmen des Widerstandes eine Gleichspannung auf, welche das Relais betätigt und den kranken Gleichrichter vom -Netz abschaltet.In the embodiment of Fig. 1, the secondary winding of the transformer feeding the rectifier is in a polygon circuit known per se. The six. The corner points of the polygon are connected with six windings, which are arranged radially and form two symmetrical three-phase stars. According to the invention, the two zero points 0 and 0 = of these stars are connected to one another via the - \ @ 'resistance W, the center point M of which is the tapping point for the negative conductor of the network. With a healthy rectifier, two direct currents flow through this resistance, namely a current from M to 0, and at the same time a current from M to O. Because of the symmetry of the arrangement, these direct currents are equal to each other; the voltage drops caused in the halves of the resistor are thus opposite to each other. Normally there is therefore no DC voltage in the terminals of the resistor. It is a well-known feature of the polygon circuit that no significant third harmonic current flows from 01 to 0-, so that it is not necessary to attach a short-circuit winding to the magnet of the relay. In the event of a re-ignition, however, a DC voltage occurs at the terminals of the resistor, which actuates the relay and disconnects the diseased rectifier from the network.

Claims

PATF_NTANSPRt CHI3: i. Arrangement for the selective shutdown of a metal vapor rectifier in the event of a backfire occurring in itself, characterized by a device, which the shutdown of the rectifier as a result of the effect of the backfire caused asymmetry of the currents or voltages flowing in the rectifier of these currents causes. z. Arrangement according to claim i, characterized in that into the winding center or star point of the transformer secondary winding feeding the rectifier an ohmic resistor is switched, to whose terminals a cut-off relay is connected are caused by the occurrence of a fault in the rectifier at the resistance terminals resulting DC voltages are actuated. 3. Arrangement with suction throttle coil according to claim 2, characterized in that the ohmic resistance is in the center the suction throttle is connected in series with the two suction throttle halves. Arrangement according to claim 2, characterized in that on the magnet of the cut-off relay a second self-short-circuited winding is arranged. 5. Arrangement with polygon circuit the transformer secondary winding according to claim 2, characterized in that the six endpoints of the polygon are connected by six windings, which are radial are arranged and form two symmetrical three-phase stars between whose zero points the ohmic resistance is connected, whose midpoint is a tapping point for the negative conductor of the direct current network, while to the terminals of this resistor the cut-off relay is connected.